Bài viết trình bày việc nghiên cứu vai trò của ghép tế bào gốc từ mô mỡ tự thân lên biến đổi vi khuẩn và tế bào viêm tại chỗ vết thương mạn tính. Đối tượng và phương pháp: Nghiên cứu 30 bệnh nhân có vết thương mạn tính điều trị nội trú tại Trung tâm Liền vết thương, Bệnh viện Bỏng Quốc gia từ tháng 10 - 2016 đến 6 - 2017.
TẠP CHÍ Y - DƯỢC HỌC QUÂN SỰ SỐ 4-2019 ĐÁNH GIÁ TÁC DỤNG CỦA GHÉP TẾ BÀO GỐC TỪ MÔ MỠ TỰ THÂN LÊN BIẾN ĐỔI VI KHUẨN BỀ MẶT VÀ TẾ BÀO VIÊM TẠI CHỖ VẾT THƢƠNG MẠN TÍNH Nguyễn Tiến Dũng1; Đinh Văn Hân1; Nguyễn Thành Chung2 TĨM TẮT Mục tiêu: nghiên cứu vai trò ghép tế bào gốc từ mô mỡ tự thân lên biến đổi vi khuẩn tế bào viêm chỗ vết thương mạn tính Đối tượng phương pháp: nghiên cứu 30 bệnh nhân có vết thương mạn tính điều trị nội trú Trung tâm Liền vết thương, Bệnh viện Bỏng Quốc gia từ tháng 10 - 2016 đến - 2017 Tuổi trung bình 53,53 ± 18,1; tỷ lệ nam/nữ 2/3 Tất bệnh nhân ghép tế bào gốc từ mô mỡ tự thân lên bề mặt vết thương - ngày Trước ghép, sau ghép tế bào gốc từ mô mỡ tự thân ngày, 15 ngày 20 ngày, tiến hành cấy khuẩn bề mặt vết thương, đếm số lượng vi khuẩn cm bề mặt vết thương Sinh thiết mô chỗ vết thương, xác định số lượng tế bào viêm vi trường tiêu nhuộm H.E Kết quả: tỷ lệ vết thương cấy khuẩn dương tính với vi khuẩn giảm dần sau ghép tế bào gốc mô mỡ (từ 70% giảm xuống 30% sau ghép 15 ngày 28% sau ghép 20 ngày) Số lượng vi khuẩn P aeruginosa, S aureus, Aci baumanii, K pneumoniae cm diện tích bề mặt vết thương giảm rõ rệt sau ghép tế bào gốc từ mô mỡ tự thân Số lượng tế bào viêm giảm dần có ý nghĩa thống kê sau ghép tế bào gốc từ mô mỡ tự thân Kết luận: tế bào gốc từ mô mỡ tự thân hỗ trợ làm giảm nhiễm khuẩn tình trạng viêm chỗ vết thương mạn tính * Từ khố: Vết thương mạn tính; Tế bào gốc từ mô mỡ; Vi khuẩn; Tế bào viêm Studying the Effectiveness of Autologous Transplantation of Adipose-Derived Stem Cells on Bacterial and Inflammatory Cellular Changes of Chronic Wound Summary Objectives: Evaluating the effectiveness of autologous transplantation of adipose-derived stem cells on bacterial and inflammatory cellular changes of chronic wound Subjects and methods: We studied 30 patients with chronic wound, who hospitalized at Wound Healing Center, National Institute of Burns from October, 2016 to June, 2017 The mean age was 53.53 ± 18.1, male/female ratio was 2/3 All patients were grafted the autologous adipose-derived stem cells once every - days The bacterial culture and wound biopsy was done before and after the autologous transplantation of adipose-derived stem cells, days, 15 days and 20 days for counting bacterial number per cm of wound surface and inflammatory cellular number on H.E stain Bệnh viện Bỏng Quốc gia Học viện Quân y Người phản hồi (Corresponding): Nguyễn Tiến Dũng (ntzung_0350@yahoo.com) Ngày nhận bài: 26/02/2019; Ngày phản biện đánh giá báo: 26/03/2019 Ngày báo đăng: 10/04/2019 69 TẠP CHÍ Y - DƯỢC HỌC QUÂN SỰ SỐ 4-2019 Results: The ratio of positive wound culture decreased gradually (70% at pre-grafting reduced to th th 30% at the 15 day and 28% at the 20 day post-grafting) Compared to status before adipose2 derived stem cells grafting, bacterial number per cm of P aeruginosa, S aureus, Aci baumanii, K pneumoniae and inflammatory cellular number after adipose-derived stem cells grafting decreased significantly Conclusion: Autologous adipose-derived stem cells support to reduce bacterial contamination and inflammatory status of chronic wound * Keywords: Chronic wound; Adipose-derived stem cells; Bacteria; Inflammatory cell ĐẶT VẤN ĐỀ Trong xã hội đại, tỷ lệ bệnh nhân (BN) có vết thương mạn tính (VTMT) ngày gia tăng với xuất bệnh mạn tính tim mạch, đái tháo đường, đột quỵ não Đối với VTMT, chỗ vết thương tiết nhiều cytokine tiền viêm enzym phân huỷ protein, kèm theo tình trạng nhiễm trùng dai dẳng [1] Tế bào gốc phân lập từ mô mỡ tế bào gốc trung mơ có hình dáng ngun bào sợi, có khả tạo colony biệt hoá thành nhiều loại mô khác sử dụng nhiều y học tái tạo, có điều trị VTMT Trên thực nghiệm nhiều tác giả cho tế bào gốc mỡ (TBGM) có tác dụng kháng khuẩn nhờ tiết peptid LL-37 có tác dụng ức chế phát triển vi khuẩn Gram âm (E coli, P aeruginosa) vi khuẩn Gram dương S aurues, tiết cytokine tiền viêm cytokine kháng viêm làm giảm tình trạng nhiễm khuẩn viêm chỗ vết thương [2; 3] Do vậy, tiến hành nghiên cứu đề tài nhằm làm sáng tỏ vai trò ghép tế bào gốc từ mô mỡ tự thân lên biến đổi vi khuẩn bề mặt tế bào viêm chỗ VTMT ĐỐI TƢỢNG VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU Đối tƣợng nghiên cứu 30 BN với 38 VTMT, tuổi trung bình 53,53 ± 18,1; tỷ lệ nam/nữ 2/3; BN điều trị 70 nội trú Trung tâm Liền vết thương, Bệnh viện Bỏng Quốc gia từ tháng 10 2016 đến - 2017 * Tiêu chuẩn loại trừ: BN có vết thương xạ trị ung thư BN mắc bệnh truyền nhiễm: HIV, viêm gan B, viêm gan C Trang thiết bị, vật tƣ nghiên cứu Tấm TBGM tự thân Khoa Labo, Bệnh viện Bỏng Quốc gia cung cấp (tấm TBGM đạt tiêu chuẩn sở: hệ tế bào từ P3-5, tế bào khả phân chia, hình dạng tế bào bình thường, giá đỡ màng polycarbonat có kích thước lỗ µm, độ che phủ tế bào giá đỡ x 104 tế bào/cm2, độ che phủ đạt 90%, tế bào vô khuẩn, vô nấm) Kim sinh thiết (biopsy puch) đường kính mm Italia sản xuất Phƣơng pháp nghiên cứu Tất BN vào viện xác định tiêu: tuổi, giới tính, tiền sử bệnh, nguyên nhân gây VTMT, độ sâu kích thước VTMT * Ghép tế bào gốc từ mô m thân: tự - Chuẩn bị vết thương phục vụ ghép TBGM: thay băng, lấy bỏ tổ chức hoại tử, giả mạc, đắp thuốc kháng khuẩn chỗ (mỡ betadine, silvirin 1%, askina Ag) phẫu thuật cắt ổ loét TẠP CHÍ Y - DƯỢC HỌC QUÂN SỰ SỐ 4-2019 * Chỉ định ghép: VTMT thỏa mãn điều kiện sau: - Vết thương hoại tử, khơng lộ xương, gân - Vết thương khơng có dấu hiệu nhiễm khuẩn lâm sàng - Vết thương đường hầm, hàm ếch thơng với khoang Ghép TBGM tự thân: ghép cho tế bào gốc phủ kín tồn bề mặt vết thương, sau đắp gạc nhàu vaselin lên tế bào gốc, đặt gạc vô khuẩn lớp lên lớp gạc vaselin, băng ép vết thương Thay TBGM sau - ngày vết thương khỏi có định can thiệp phẫu thuật Sau ghép, tránh để BN tỳ đè lên bề mặt vết thương, giữ cho vết thương khô, thay lớp gạc bên vết thương tiết dịch nhiều mà chưa đến thời hạn ghép tế bào * Nghiên cứu biến đổi vi khuẩn bề mặt tế bào viêm chỗ VTMT: Tại thời điểm nghiên cứu T1: trước ghép TBGM; T2: sau ghép TBGM ngày; T3: sau ghép TBGM 15 ngày; T4: sau ghép TBGM 20 ngày tiến hành * Cấy khuẩn để định danh định lượng vi khuẩn cm2 bề mặt VTMT: kỹ thuật định danh xác định số lượng vi khuẩn thực Khoa Cận lâm sàng, Bệnh viện Bỏng Quốc gia * Xác định biến đổi số lượng tế bào viêm tiêu nhuộm H.E thời điểm nghiên cứu: tiến hành sinh thiết mơ vị trí vùng mép VTMT cho mẫu bệnh phẩm sinh thiết có 50% da lành 50% mô vết thương, kim sinh thiết (biopsy punch) Italia sản xuất Cố định bệnh phẩm vào dung dịch formol 10% làm tiêu nhuộm H.E Khi soi tiêu nhuộm, tiến hành đếm toàn số lượng tế bào viêm vi trường vật kính x400 lần Mỗi số nghiên cứu đếm vi trường vị trí khác Tiến hành cộng số lượng tế bào viêm vi trường, chia tổng số thu cho 6, thu số lượng tế bào viêm trung bình vi trường Thực Bộ môn - Khoa Giải phẫu bệnh, Pháp y, Bệnh viện Quân y 103 * Đạo đức nghiên cứu: phương pháp điều trị ghép TBGM tự thân Hội đồng Đạo đức Nghiên cứu Y sinh học Bệnh viện Bỏng Quốc gia cho phép thực người bệnh Tất BN tham gia nghiên cứu giải thích rõ thủ thuật, ưu điểm biến chứng xảy thực Nếu BN tình nguyên viết đơn tham gia nghiên cứu thực ghép tế bào gốc điều trị vết thương * Xử lý số liệu: So sánh kết nghiên cứu thu trước sau điều trị để xác định hiệu biện pháp điều trị Xử lý số liệu phần mềm Stata 12.0, giá trị p 0,05 coi có ý nghĩa thống kê KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU Một số đặc điểm BN nghiên cứu 30 BN nghiên cứu có tuổi trung bình 53,53 ± 18,1, tỷ lệ nam/nữ 2/3 29/30 BN (96,67%) có bệnh lý kết hợp Nguyên 71 TẠP CHÍ Y - DƯỢC HỌC QUÂN SỰ SỐ 4-2019 nhân gây VTMT gặp nhiều nhiễm khuẩn (39,47%), tỳ đè (31,58%), đái tháo đường (10,53%) Diện tích vết thương ghép TBGM 23,73 ± 19,85 cm2 100% VTMT có tổn thương toàn lớp da VTMT gặp nhiều vùng chi (60,53%), vùng cụt (31,58%), vùng đầu mặt cổ (5,26%) vùng thân sau (2,63%) Biến đổi vi khuẩn bề mặt vết thƣơng trƣớc sau ghép TBGM Chúng tiến hành cấy khuẩn 38 VTMT thời điểm T1 T2, 35 vết thương thời điểm T3 28 vết thương thời điểm T4 nhận thấy: tỷ lệ vết thương không mọc vi khuẩn tăng cao theo thời gian, thời điểm T1, tỷ lệ 30%, thời điểm T2 33,33%, T3 70% T4 72% Tỷ lệ % Vi khuẩn Biểu đồ 1: Biến đổi chủng vi khuẩn bề mặt VTMT trước sau ghép TBGM Tỷ lệ vết thương mọc P aeruginosa tăng cao thời điểm T2 (50%), sau giảm dần thời điểm T3 (20%) T4 (16%), tỷ lệ thấp so với thời điểm T1 (30%) Tỷ lệ vết thương dương tính với S aureus giảm dần theo thời gian sau ghép (từ 13,33% thời điểm T1 giảm xuống 6,67% thời điểm T2 4% thời điểm T4) Đối với vi khuẩn Aci baumanii K pneumoniae xuất với tỷ lệ thấp thời điểm T1 T2, không mọc thời điểm T3 T4 Xuất rải rác vi khuẩn hội thời điểm nghiên cứu với tỷ lệ thấp S saprophyticus, Pro mirabilis 72 TẠP CHÍ Y - DƯỢC HỌC QUÂN SỰ SỐ 4-2019 Vi khuẩn x x 103/cm2 700 600 Vi khuẩn 500 P.aeruginosa 400 S.aureus 300 Aci.baumani 200 K.pneumoniae 100 Thời điểm T0 T1 T2 T3 T4 Biểu đồ 2: Biến đổi số lượng vi khuẩn/cm2 bề mặt vết thương trước sau ghép TBGM Số lượng vi khuẩn cm2 diện tích bề mặt vết thương sau ghép TBGM giảm theo thời gian Tại thời điểm T1, số lượng vi khuẩn 442 x x 103 vi khuẩn/cm2, đến thời điểm T2 giảm xuống 211 x x 103 vi khuẩn/cm2, thời điểm T3 122 x x 103 vi khuẩn/cm2 thời điểm T4 87 x x 103 vi khuẩn/cm2 S aureus thời điểm T0 358 x x 103 vi khuẩn/cm2, T1 278 x x 103 vi khuẩn/cm2, thời điểm T2 giảm xuống 138 x x 103 vi khuẩn/cm2, thời điểm T3 84,5 x x 103 vi khuẩn/cm2 thời điểm T4 50 x x 103 vi khuẩn/cm2 Số lượng vi khuẩn khác Aci baumanii K pneumoniae giảm dần theo thời gian sau ghép TBGM Số lƣợng tế bào viêm trƣớc sau ghép TBGM Thời điểm Số lượng tế bào viêm (tế bào/vi trường) p T1 (1) T2 (2) T3 (3) T4 (4) (n = 38) (n = 38) (n = 35) (n = 28) 69,07 ± 15,18 62,87 ± 12,58 56,53 ± 11,62 52,36 ± 13,07 p1-2 < 0,05; p2-3 < 0,05; p3-4 < 0,05; p1-3 < 0,001; p1-4 < 0,001 Sau ghép TBGM, số lượng tế bào viêm giảm dần Ở thời điểm T1 69,07 tế bào/vi trường Ở thời điểm T2, T3 T4 62,87 tế bào/vi trường; 56,53 tế bào/vi trường 52,36 tế bào/vi trường (sự khác biệt thời điểm sau ghép có ý nghĩa thống kê với p < 0,05 0,001) 73 TẠP CHÍ Y - DƯỢC HỌC QUÂN SỰ SỐ 4-2019 BÀN LUẬN Đặc điểm nhiễm khuẩn chỗ VTMT sau ghép TBGM Các vết thương da nơi cư trú lý tưởng vi khuẩn khí kỵ khí Vai trò vi khuẩn lên q trình liền vết thương bàn luận nhiều năm qua Một vài ý kiến cho mật độ vi khuẩn yếu tố giúp tiên lượng trình liền vết thương vết thương tình trạng nhiễm khuẩn, số ý kiến khác lại cho chủng vi khuẩn quan trọng Các yếu tố hoạt lực vi khuẩn, khả đề kháng vật chủ chất lượng mô chỗ vết thương cần xem xét cách tổng thể đánh giá tình trạng nhiễm khuẩn Do VTMT chăm sóc để đạt tiêu chuẩn ghép TBGM, khơng có triệu chứng nhiễm khuẩn lâm sàng Tuy nhiên, thời điểm T1 chúng tơi nhận thấy có đến 70% số mẫu dương tính với vi khuẩn Mặc dù số lượng vi khuẩn/cm2 số chủng vi khuẩn P aeruginosa, S aureus K pneumoniae giảm so với vào viện, chủng vi khuẩn có mặt bề mặt VTMT phong phú với hầu hết chủng vi khuẩn xuất thời điểm T1 P aeruginosa, S aureus, K pneumoniae, Aci baumanii, E coli Sau ghép TBGM, hầu hết số lượng vi khuẩn/cm2 tỷ lệ xuất chủng vi khuẩn giảm dần theo thời gian Đến thời điểm T3 T4, số chủng vi khuẩn không xuất Aci baumanii, K pneumoniae Kết nghiên cứu phù hợp với nhận định Anna Krasnodembskaya CS (2010) cho 74 tế bào gốc trung mơ người có tác dụng kháng khuẩn nhờ tiết peptid LL37 có tác dụng ức chế phát triển vi khuẩn Gram âm (E coli, P aeruginosa) vi khuẩn Gram dương S aurues [3] Theo Amy L Strong CS (2015), TBGM trình biệt hóa tiết cytokine tiền viêm cytokine kháng viêm IL-6, IL-10, IL-11, IL-12, IL-13, IL-17, IL-18, IL-35, TNF, cylooxygenase (COX2), stanniocalcin (STC-1) tham gia thúc đẩy khả thực bào giết vi khuẩn [2] Tuy nhiên, yếu tố mặt lâm sàng nhận thấy tỷ lệ nhiễm khuẩn kèm theo số lượng vi khuẩn/cm2 giảm sau ghép TBGM chịu tác động nhiều yếu tố Như tình trạng toàn thân BN bệnh kết hợp diễn biến ổn định, BN ổn định tác động đến khả đề kháng thể với vi khuẩn chỗ VTMT Hay việc trì TBGM liên tục bề mặt VTMT có tác dụng làm giảm ô nhiễm từ môi trường, từ băng gạc lên VTMT Số lƣợng tế bào viêm sau ghép TBGM Xác định số lượng tế bào viêm vi trường độ phóng đại 400 lần Trên tiêu vi thể VTMT, thời điểm T1, dày đặc tế bào viêm Tế bào viêm xuất chỗ VTMT chủ yếu tế bào lympho, ngồi có bạch cầu đa nhân trung tính đại thực bào Vai trò bạch cầu đa nhân trung tính đại thực bào trình liền vết thương cho có tham gia thực bào vi khuẩn, dị vật, mô hoại tử, tiết yếu tố tăng trưởng Tuy nhiên, bạch cầu đa nhân trung tính diện chỗ vết thương thời gian dài, số TẠP CHÍ Y - DƯỢC HỌC QUÂN SỰ SỐ 4-2019 lượng lớn, lại tiết enzym phân hủy protein, làm tổn thương chất ngoại bào [4] Vai trò tế bào lympho trình liền vết thương, chủ yếu đề cập đến vai trò tế bào lympho T Ở chuột, tế bào lympho T có mặt lớp biểu bì da kiểu hình γδ cho có vai trò ổn định nội mơ tham gia tái tạo da nhờ tiết yếu tố tăng trưởng Ở lớp biểu bì người chứa dạng tế bào lympho T lympho T αβ γδ Các tế bào tiết yếu tố tăng trưởng giống insulin-1 (IGF-1) tham gia vào thúc đẩy trình liền vết thương Đối với vết thương cấp tính, tế bào lympho T tiết IGF-1, kích hoạt da bị tổn thương tham gia sửa chữa mô Trái lại VTMT, lympho T không tiết IGF-1, tế bào lympho T chỗ VTMT thường trơ, khơng đáp ứng với kích thích [5] Trong nghiên cứu chúng tôi, sau ghép TBGM số lượng tế bào viêm giảm rõ rệt theo thời gian, từ 69,07 tế bào thời điểm T1 xuống 62,87 tế bào thời điểm T2 Ở thời điểm T3 T4 56,53 tế bào 52,36 tế bào/vi trường Thông thường, tế bào viêm giảm xuống tình trạng nhiễm khuẩn chỗ vết thương cải thiện, tình trạng tuần hồn mơ chỗ vết thương tốt lên Về khía cạnh ảnh hưởng TBGM lên chức tế bào viêm, theo Cionne N Manning CS (2015), TBGM có tác dụng làm đại thực bào chuyển từ kiểu hình M1 (kiểu hình tham gia kích thích phản ứng viêm) sang kiểu hình M2 (tham gia kháng viêm) [6] Hay nghiên cứu Gonzalez R.E vai trò TBGM lên đáp ứng viêm vai trò tế bào lympho T thực nghiệm Nhóm tác giả nhận thấy TBGM ức chế phản ứng kháng nguyên đặc hiệu tế bào lympho T Ngồi ra, TBGM có tác dụng tăng sản xuất IL-10, vai trò huy động bạch cầu đơn nhân tham gia vào phản ứng chống viêm tế bào lympho T [7] Tuy nhiên, việc xác định số lượng tế bào viêm vi trường đơn giản, dễ thực có sai số định KẾT LUẬN Qua nghiên cứu biến đổi vi khuẩn bề mặt tế bào viêm chỗ 38 VTMT trước sau ghép TBGM tự thân 30 BN vào điều trị nội trú Trung tâm Liền vết thương, Bệnh viện Bỏng Quốc gia từ tháng 10 - 2016 đến - 2017, rút số kết luận: - Tỷ lệ vết thương cấy khuẩn dương tính với vi khuẩn giảm dần sau ghép TBGM (từ 70% giảm xuống 30% sau ghép 15 ngày 28% sau ghép 20 ngày) Số lượng vi khuẩn P aeruginosa, S aureus, Aci baumanii, K pneumoniae cm2 diện tích bề mặt vết thương giảm rõ rệt sau ghép TBGM tự thân - Số lượng tế bào viêm giảm dần có ý nghĩa thống kê sau ghép TBGM tự thân TÀI LIỆU THAM KHẢO Robert G Frykberg, Jaminelli Banks Challenges in the treatment of chronic wounds Advances in Wound Care 2015, (9), pp.560-582 Strong A.L, Gimble J.M, Bunnell B.A Analysis of the pro-and anti-Inflammatory cytokines secreted by adult stem cells during differentiation Stem Cells International Article ID 412467 2015, p.12 75 TẠP CHÍ Y - DƯỢC HỌC QUÂN SỰ SỐ 4-2019 Krasnodembskaya A, Song Y, Fang X et al Antibacterial effect of human mesechymal stem cells is mediated in part from secretion of the antimicrobial peptide LL-37 Stem Cells 2010, 28 (12), pp.2229-2238 Grice E.A, Segre J.A Interaction of microbiome and the innate immune response in chronic wounds Adv Exp Med Biol 2012, 946, pp.55-68 HavranW.L, Jameson J.M Epidermal T cells and wound healing J Immunol 2010, 184 (10), pp.5423-5428 76 Cionne N Manning, Catherine M, Shelly E S-E et al Adipose-derived mesenchymal stromal cells modulate tendon fibroblast responses to macrophage-induced inflammation in vitro Stem Cell Research and Therapy 2015, (1), pp.74-88 Gonzalez R.E, Gonzalez MA, Varala N et al Human adipose-derived mesenchymal stem cells reduce inflammatory and T cell responses and induce regulatory T cells in vitro in rheumatoid arthritis Ann Rheum Dis 2010, 69 (1), pp.241-248 ... tiền vi m cytokine kháng vi m làm giảm tình trạng nhiễm khuẩn vi m chỗ vết thương [2; 3] Do vậy, tiến hành nghiên cứu đề tài nhằm làm sáng tỏ vai trò ghép tế bào gốc từ mô mỡ tự thân lên biến đổi. .. với vi khuẩn chỗ VTMT Hay vi c trì TBGM liên tục bề mặt VTMT có tác dụng làm giảm nhiễm từ môi trường, từ băng gạc lên VTMT Số lƣợng tế bào vi m sau ghép TBGM Xác định số lượng tế bào vi m vi. .. gia vào phản ứng chống vi m tế bào lympho T [7] Tuy nhiên, vi c xác định số lượng tế bào vi m vi trường đơn giản, dễ thực có sai số định KẾT LUẬN Qua nghiên cứu biến đổi vi khuẩn bề mặt tế bào vi m